Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

На; топливе будущего

На топливе будущего

Три экологичных «неавтомобильных» вида транспорта

Проект компании Airbus ZEROe. На фото модели пассажирских самолетов Turboprop и Blended-Wing Body
Фото: airbus.com

В 2018 году транспортный сектор стал источником 8 млрд т выбросов СO2, это подтверждают данные Международного энергетического агентства. Большая часть выбросов — почти 75% — пришлась на автомобили, автобусы и грузовики. Авиационная отрасль отвечает еще за 11,6% выбросов, морские перевозки — за 10,6%, а за 1% — железнодорожный транспорт, включая пассажирский и грузовой. Ожидается, что в ближайшие годы спрос на перевозки будет только расти, а значит, увеличится и нагрузка на окружающую среду. Снижать негативное воздействие в отрасли стремятся при помощи экологичных технологий, причем применяют их уже не только к автомобильным видам транспорта.

Водородные самолеты Airbus

В аэрокосмическом концерне Airbus в сентябре представили модели трех пассажирских самолетов с водородными газотурбинными двигателями. Проект получил название ZEROe (от англ. Zero Emissions — «нулевые выбросы»). Первая модель, Turboprop, — это небольшой гибридный самолет с двумя турбовинтовыми двигателями. Резервуары для хранения жидкого водорода находятся в хвостовой части самолета. Turboprop вмещает 100 пассажиров и может пролететь около 1,8 тыс. км. Крейсерская скорость составляет 612 км/ч. Самолет Turbofan, вторая модель, оснащен двумя турбовентиляторными двигателями, в каждом из которых по восемь лопастей. Вместимость — 200 пассажиров, дальность полета — 3,7 тыс. км, крейсерская скорость — 828 км/ч. Топливные баки также находятся в задней части. Третья модель получила название Blended-Wing Body (в пер. с англ. — «смешанное крыло»). Самолет имеет два турбовентиляторных двигателя и широкий фюзеляж в форме крыла, в котором находятся резервуары с топливом. Он может перевозить 200 пассажиров и преодолевать расстояние до 3,7 тыс. км.

Первые коммерческие полеты запланированы на 2035 год. В Airbus считают, что полноценное использование воздушного транспорта на водородном топливе возможно только в том случае, если его поддержит вся авиационная отрасль, включая авиакомпании, энергетические компании и аэропорты. «Восемнадцать месяцев назад, когда одни говорили о водороде в аэрокосмической промышленности, другие думали, что они немного сумасшедшие, — напомнил директор аэрокосмического направления Университета Крэнфилда Иэн Грей. — Но сейчас водород стал тем, что все рассматривают в качестве решения проблемы нулевых выбросов».

Водородный поезд HydroFLEX

В сентябре в английском графстве Уорикшир запустили первый в Великобритании водородный поезд HydroFLEX. Его спроектировали специалисты из британской лизинговой компании Porterbrook, владеющей почти 30% железнодорожного подвижного состава Великобритании, совместно с сотрудниками Бирмингемского университета. Впервые поезд продемонстрировали во время выставки Rail Live, которая проходила в Центре железнодорожных технологий Quinton в городе Стратфорд-на-Эйвоне (Уорикшир) в июне 2019 года.

Водородный поезд HydroFLEX
Фото: porterbrook.co.uk

HydroFLEX представляет собой модифицированный электроподвижной состав класса 319 (Class 319) 1987 года выпуска. Поезд состоит из четырех вагонов со стальными кузовами и оснащен двустворчатыми раздвижными дверями. В одном из вагонов находится топливный элемент, две литий-ионные батареи, а также четыре резервуара высокого давления, вмещающие 20 кг сжатого водорода. Из резервуаров водород поступает в топливный элемент и вступает в реакцию с кислородом из воздуха. В результате вырабатывается электроэнергия, которая затем накапливается в литий-ионных аккумуляторах. Мощность двигателя может доходить до 100 кВт. Единственным продуктом сгорания водородного топлива является вода. Водородная система подключена к тяговому оборудованию Class 319, поэтому состав может питаться от контактной сети и при необходимости плавно переключаться на водородную установку. В будущем создатели планируют перенести двигатель под поезд, чтобы освободить больше места для пассажиров.

Генеральный секретарь профсоюза работников железнодорожного, морского и других видов транспорта Великобритании (National Union of Rail, Maritime and Transport Workers) Мик Кэш считает, что запуск водородных поездов будет способствовать восстановлению экономики после пандемии, а также поможет стране быстрее достичь углеродной нейтральности. К 2023 году в министерстве транспорта Великобритании (Department for Transport, DfT) намерены перевести на водородное топливо все действующие поезда. В DfT также объявили о старте программы Hydrogen for Transport Programme стоимостью £23 млн ($30 млн). Из них £6,3 млн ($8,2 млн) направят на внедрение мусоровозов на водородном топливе и строительство водородных заправочных станций в шотландском Глазго. Кроме того, в долине Тиса (городское поселение на северо-востоке Англии) должен появиться инновационный центр Hydrogen Transport Hub, где ученые, промышленники и политики будут работать над созданием технологий и инфраструктуры для водородного транспорта.

Читать еще:  Акцент троит двигатель при прогретом моторе

Яхта с водородным двигателем AQUA

В нидерландской компании Sinot Yacht & Architecture Design при участии британской инженерной компании Lateral Naval Architects спроектировали пассажирскую суперъяхту AQUA, которая работает на жидком водородном топливе. Сжиженный водород хранится в 28-тонных вакуумных резервуарах при температуре −252 °C. Резервуары находятся за стеклянными панелями на нижней палубе, спуститься на которую можно по винтовой лестнице в центре судна. Водород преобразуется в электрическую энергию с помощью топливных элементов с протонообменной мембраной (Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC). В таких элементах мембрана выполняет функцию электролита и перемещает протоны от положительного электрода, анода, к отрицательному электроду — катоду. Через распределительные щиты электричество передается на винты и в помещения. Яхта также оснащена двумя судовыми крыльчатыми движителями, или движителями Фойта — Шнайдера (Voith Schneider Propeller), и одним винтом противоположного вращения (Contra Rotating Propeller), которые обеспечивают точность маневрирования.

Пассажирская суперяхта AQUA
Фото: sinot.com

Авторы проекта объясняют, что они стремились сделать дизайн яхты технологичным, но при этом гармонично вписывающимся в морской пейзаж. Пятипалубное судно длиной 112 м вмещает 14 гостей и 31 члена экипажа. Его скорость составляет 31,4 км/ч, а дальность плавания без дозаправки — почти 7 тыс. км. На яхте есть открытый бассейн, оздоровительный центр с массажной комнатой, место для занятий йогой и тренажерный зал с видом на открытое море. Пассажиры смогут наблюдать за морским пейзажем из кают, расположенных выше ватерлинии на внешних периметрах палуб. Кроме того, на носовой палубе находится застекленная обзорная площадка, а на кормовой — несколько платформ со спуском к морю. «Вода расслабляет, она делает нас более спокойными и творческими», — объясняет дизайнерское решение основатель компании Sinot Сандер Синот. Завершить строительство AQUA планируется к 2024 году.

Как выхлопные газы самолетов влияют на климат

Самолеты выбрасывают в атмосферу огромное количество углекислого газа и водяного пара, оксиды азота и сажу. Воздействие этих компонентов на окружающую среду зависит от высоты полета.

Конденсационный след самолета

То, что самолеты своими выхлопными газами загрязняют окружающую среду, совершенно очевидно и не вызывает никаких сомнений. Да, собственно, любая хозяйственная деятельность человека наносит ущерб природе и способствует изменению климата. Вопрос лишь в том, сколь велик вклад того или иного ее вида в этот общий процесс.

Так вот, по мнению профессора Ульриха Шумана (Ulrich Schumann), директора Института физики атмосферы Немецкого аэрокосмического центра, на долю авиации приходится примерно 3 процента всего антропогенного парникового эффекта. Надо сказать, что далеко не все эксперты согласны с такой оценкой. Что вполне естественно, потому что эта цифра носит очень приблизительный, отчасти даже умозрительный характер. Ведь выхлопные газы самолетов содержат и двуокись углерода, и водяной пар, и оксиды азота, и мелкодисперсную сажу. Все эти компоненты оказывают на окружающую среду и на климат планеты отнюдь не однозначное, а иногда и разнонаправленное воздействие.

Углекислый газ распределяется равномерно

Профессор Ульрих Шуман

Дело в том, что авиационное топливо — керосин — представляет собой сложную смесь углеводородов. Углерод составляет в ней 86 процентов, водород — 14 процентов. При горении углерод соединяется с кислородом воздуха, так что сжигание каждого килограмма авиационного керосина пополняет атмосферу 3,15 килограммами углекислого газа. «Поскольку же углекислый газ — вещество весьма стабильное, он равномерно распределяется вокруг всего земного шара», — говорит профессор Шуман.

Читать еще:  Что такое витки в коллекторных двигателях

Кроме того, СО2 легко мигрирует и в вертикальном направлении, поэтому образовался ли он вблизи поверхности Земли или же на высоте 10-11 тысяч метров, где пролегают большинство коридоров гражданской авиации, не играет никакой роли. Поэтому несложно подсчитать, что примерно 2,2 процента всего антропогенного углекислого газа выбрасывают в атмосферу самолеты. На долю автомобильного транспорта приходится около 14 процентов, другие виды транспорта — морской, железнодорожный и прочие — производят в сумме 3,8 процента.

Воздействие конденсационного следа зависит от высоты

Гораздо сложнее оценить роль выбрасываемого авиацией водяного пара. То есть количественная оценка особого труда не составляет: известно, что при сжигании одного килограмма керосина образуется 1,23 килограмма водяного пара. А вот с качественной оценкой дело обстоит сложнее. При попадании горячих и влажных выхлопных газов в холодную окружающую среду пар конденсируется, образуя мельчайшие капельки воды, а на больших высотах, где температура забортного воздуха достигает 30-40-50 градусов ниже нуля, — мельчайшие льдинки. Эти капельки и льдинки порой хорошо видны с земли — в виде так называемого конденсационного следа, тянущегося за самолетом. Какое воздействие этот след оказывает на атмосферу, зависит от высоты полета.

«Тропосфера — это нижний, очень турбулентный слой атмосферы, в котором формируется погода, — поясняет профессор Шуман. — Над ней расположена тропопауза, слой, в котором с ростом высоты температура уже не снижается, а еще выше — стратосфера, для которой характерна высокая стабильность слоев, почти не перемешивающихся между собой».

Исследовательский самолет Немецкого аэрокосмического центра

Водяной пар и нагревает, и охлаждает

В стратосфере с ее крайне низким содержанием влаги — менее 0,01 промилле — льдинки конденсационного следа быстро испаряются. А вот в тропосфере, где воздушные массы могут быть до предела насыщены влагой, поведение конденсационного следа зависит от множества погодных факторов, говорит профессор Шуман: «Если влажность воздуха высока, кристаллики льда вбирают в себя дополнительно воду, растут, и из конденсационных следов могут сформироваться перистые облака. Они способствуют дальнейшей конденсации влаги из воздуха, в результате плотность и водность облаков увеличиваются».

Такое развитие событий наблюдается в 10-20 процентах случаев. «Иными словами, воздушный транспорт реально усиливает облачность на нашей планете», — подчеркивает ученый. Правда, тут уместен вопрос: хорошо это для климата или плохо? С одной стороны, облака отражают часть коротковолнового солнечного излучения обратно в космос. «Упрощенно можно сказать так: конденсационные следы отбрасывают на землю тень, а в тени прохладнее, чем на солнцепеке», — поясняет профессор Шуман. С другой стороны, кристаллики льда в таких облаках поглощают длинноволновое инфракрасное излучение, а затем направляют часть этого тепла на землю. Налицо два разнонаправленных эффекта, и какой из них превалирует, специалисты точно сказать не могут, хотя большинство экспертов склонны полагать, что нагрев все же несколько сильнее охлаждения.

Общие сведения об электрическом приводе

Управление гибридным автомобилем не отличается от вождения обычного автомобиля, однако некоторые функции отличаются от автомобиля, в котором используется только бензиновое или дизельное топливо. Электродвигатель используется в основном для движения на низкой скорости, а бензиновый двигатель – на высокой скорости и при активном вождении.

На дисплее водителя отображается особая информация для Recharge – информация о подзарядке, выбранный режим вождения, пробег до разряженного аккумулятора и уровень заряда гибридного аккумулятора.

Во время движения вы можете пользоваться различными режимами вождения, например , двигаться только на электрической тяге или для повышения мощности использовать одновременно электрический и бензиновый двигатель. Автомобиль рассчитывает комбинацию динамических показателей, стиля вождения, нагрузки на окружающую среду и топливной экономичности в соответствии с выбранным режимом вождения.

Для оптимального функционирования автомобиля необходимо поддерживать нормальную рабочую температуру гибридного аккумулятора с системой электропривода, а также бензинового двигателя со своей системой привода. Холодный или нагретый аккумулятор может обладать значительно меньшей емкостью.

Читать еще:  Что такое залегание колец в двигателе

С помощью функции подготовки климата системы привода автомобиля и салон подготавливаются к поездке, и в результате во время поездки снижается износ и энергопотребление. Запас хода гибридного аккумулятора может увеличиваться, если в процессе подготовки климата автомобиль подзаряжается.

Для зарядки гибридного аккумулятора приводящего в действие электрический двигатель используется зарядный кабель но зарядка также происходит во время плавного торможения и при использовании моторного тормоза когда выбрана передача B . Гибридный аккумулятор может также заряжаться от двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Что важно знать

Обесточенный автомобиль

Помните, что в обесточенном автомобиле ограничено действие таких важных функций, как сервотормоз, сервоуправление, и т.д.

Предупреждение

Сервоусилитель тормозов действует только, когда работает электрический двигатель или двигатель внутреннего сгорания.

Буксировка запрещена

Буксировка автомобиля запрещена, так как это приведет к повреждению электродвигателя.

Внешний звук двигателя

Предупреждение

Не забывайте, что автомобиль с электроприводом работает бесшумно, и поэтому дети, пешеходы, велосипедисты и животные могут его не заметить. Это особенно важно помнить при движении на низкой скорости, например, в местах парковки автомобилей.

Высокое напряжение

Предупреждение

На ряд компонентов автомобиля подается высокое напряжение, и при неправильном обращении они могут представлять опасность. С такими компонентами и всеми проводами оранжевого цвета может работать только уполномоченный персонал.

Не дотрагивайтесь до компонентов, четкое описание которых отсутствует в руководстве для владельца.

Как на экологию России влияют космические пуски

2017-й в России президентским указом объявлен Годом экологии. Говоря о развертывании многоцелевых орбитальных комплексов, планах создания лунной базы, а в будущем и базы на Марсе как резервного дома для человечества, нельзя забывать и о первом и главном доме — Земле и ее экологии.

Интенсивное освоение космоса может привести к весьма ощутимым воздействиям на околоземную среду. Прежде всего это касается загрязнения окружающей среды выбросами продуктов сгорания ракетных топлив при пусках ракет-носителей.

Проблему воздействия ракетно-космической техники на окружающую среду ТАСС попросил прокомментировать главного научного сотрудника головного научного института госкорпорации «Роскосмос» ЦНИИмаш, доктора технических наук, академика Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского Валерия Клюшникова.

О загрязнении биосферы Земли

Наиболее серьезное воздействие на окружающую среду в ракетно-космической деятельности происходит в процессе пуска ракеты-носителя. Пуски проводятся только в специально отведенных для этого местах — на космодромах.

Вклад пусков ракет-носителей в загрязнение биосферы можно оценить, сравнив долю выбросов продуктов сгорания ракетных топлив с общим объемом атмосферных выбросов предприятиями промышленности.

Ежегодно в лабораториях промышленно развитых стран синтезируются и попадают в окружающую среду сотни ксенобиотиков со слабо изученными токсикологическими свойствами. По мнению Клюшникова, на этом фоне влияние ракетно-космической деятельности на общую экологическую ситуацию на планете исчезающе мало и вряд ли станет заметным в обозримом будущем.

О выбрасываемых в атмосферу токсичных веществах

К токсичным веществам, выбрасываемым в атмосферу при пусках ракет-носителей, относятся оксиды азота и углерода.

При пусках твердотопливных ракет-носителей дополнительно образуются хлороводород, хлор и оксид алюминия. При работе ракетных двигателей в атмосферу выбрасываются и другие опасные вещества (атомарный водород, гидроксил, оксиды азота и др.), но это лишь доли процента в общем количестве продуктов сгорания.

Наиболее токсичны из перечисленных веществ хлороводород, хлор и диоксид азота. Оксид углерода после выброса в атмосферу быстро окисляется до углекислого газа.

Что касается оксида алюминия, то он представляет опасность лишь в виде аэрозоля, и то при систематическом воздействии больших количеств.

О жидком и твердом топливе

Академик считает, что если рассматривать воздействие ракеты на окружающую среду на протяжении всего ее жизненного цикла, то на этапе хранения в заправленном состоянии более безопасны твердотопливные ракеты. Но при пуске меньшее воздействие на окружающую среду оказывают жидкостные ракеты-носители.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector